Forschung & Entwicklung

Aktuell laufende Forschungsprojekte:

„Verfahrens- und Produktentwicklung hochdämmender dünner kostengünstiger vakuumisolierter Bauelemente für diverse Anwendungen – FiberVIP“

 

Gesamtziel des Vorhabens ist die Verfahrens- und Produktentwicklung für hochdämmende kostengünstige Bauelemente geringer Dicke mit Glasfaserstützkern sowie die Entwicklung und Erprobung konstruktiver und technologischer Lösungen für diverse Applikationen mit höchsten Anforderungen an die Wärmedämmung und Energieeffizienz.

 

Stand der Technik vakuum-isolierte Materialien (vakuumisolierte Paneele – kurz VIP) sind Produkte, bestehend aus einem Stützkern, in der Regel aus pyrogener Kieselsäure, und einer gasdichten Umhüllung in der Regel bestehend aus einem mehrschichtigen Folienaufbau. Durch Evakuierung der Paneele wird die Gesamtwärmeleitung des Materials infolge der Unterdrückung der Gaswärmeleitung und Konvektion, sowie durch die Porosität des Materials und der damit verbundenen Unterbindung der Strahlungswärmeübertragung auf einen Wert von ca. 0,005 W/mK gesenkt. Durch diese Effekte wird eine um den Faktor 4 – 8 bessere Wärmedämmung im Vergleich zu Massendämmstoffen wie PUR-Hartschaum und Mineralwolle mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,02 – 0,04 W/mK erreicht.

 

Eine weitere wesentliche Verbesserung der Wärmedämmwerte durch Senkung der Wärmeleitfähigkeit (WLF) wird mit vorliegendem Projekt durch Substitution der pyrogenen Kieselsäure mittels Glasfasern bei geringerem Gas-Innendruck erreicht. Die durchgeführten Untersuchungen zum Einfluss des Gasdruckes auf die WLF verschiedener Dämmstoffe lassen für das vorgelegte Projekt erkennen, dass sich bei höheren Vakuumqualitäten die Glasfaser- VIP- Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu den VIPs gemäß Stand der Technik (Kieselsäure) nochmals erheblich verringert.

Das führt zu der Möglichkeit, die Werkstoffdämmdicken/Materialdicken für das Dämmmaterial bei gleichzeitig erreichbarer geometrischer Anpassbarkeit an vorgegebene Geometrien infolge der Flexibilität des Materiales erheblich zu reduzieren. Das führt zu vollkommen neuen anwendungstechnischen Lösungen, welche durch die im Forschungskonsortium vertretenen Anwender für die entsprechenden Anwendungsbereiche Bauwesen, Behälterbau und Containerbau zu entwickeln sind.

 

Darüber hinaus bietet das Glasfasermaterial bei etwa gleichem spezifischem durch erwartungsgemäße Reduzierung der Herstellkosten Gewicht im Vergleich zu konventionellen Kieselsäure-VIP erhebliche wirtschaftliche Vorteile.

Mit dem Projekt wird folglich die Entwicklung eines hochdämmenden Werkstoffes und dessen innovative Applikationen für Bauelemente unterschiedlicher Anwendungsbereiche mit höchsten Anforderungen an die Wärmedämmung bei gleichzeitiger erheblicher Kostenreduzierung und Gewichtsverminderung bei gleicher Dämmwirkung angestrebt.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung durch den Projektträger Sächsische Aufbaubank - Förderbank gefördert.

EnShade – Produkt- und Verfahrensentwicklung eines innovativen multifunktionalen Sonnenschutz-Wärmedämm-PV-Systems in Leichtbauweise zur hocheffizienten energetischen Dämmung verglaster Gebäudeöffnungen mit integrierter solarer Energiegewinnung

 

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Produkt- und Verfahrensentwicklung eines energieeffizienten, thermisch hochdämmenden Sonnenschutzsystems mit integrierten PV-Modulen zur solaren Energiegewinnung, das als vorgelagerte Komponente an Gebäudeverglasungen zu installieren ist und so deren Energiebilanz erheblich verbessert (Abb. 1). 

Abb. 1: EnShade: Multifunktionales Sonnenschutz-, Wärmedämm- und PV-System zur Steigerung der Energieeffizienz verglaster Gebäudeöffnungen an Nichtwohngebäuden

Stand der Technik des temporären Wärmeschutzes von Gebäudeverglasungen sind auf dem Markt verfügbare Fensterläden in Form von Roll-, Klapp- und Schiebe- sowie Faltschiebeläden mit geringer bzw. nicht vorhandener Wärmedämmung. Die von den Herstellern als gedämmt bezeichneten Konstruktionen von Roll- und Klappläden erreichen infolge konstruktiver Defizite (Wärmebrücken, hohe erforderliche Dämmstoffdicke) sowie der Verwendung konventioneller nicht hochdämmender Werkstoffe lediglich U-Werte im Bereich von ca. 4 W/(m²K) und können damit infolge der geringen Wärmedämmung keinen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Energiebilanz von Gebäuden leisten.

 

Die Innovation besteht in der funktionalen, konstruktiven und fertigungstechnologischen Entwicklung 

  • eines neuartigen multifunktionalen Fensterladensegments in Sandwich-Leichtbauweise mit Sonnenschutz-, hochdämmender Wärmeisolations- und PV-Funktionalität sowie
  • der kinematischen Integration dieser Segmente in verschiedenartige Gebäudehüllen unter Vermeidung von Wärmebrücken am Gebäudeanschluss, inklusive smarter Mess-, Antriebs- und Steuerungstechnik zur geregelten Positionierung sowie mit saisonaler Unterstützung der natürlichen Nachtlüftung.

Das vorgelegte Projekt zielt also durch innovative Funktionsintegration

  • hocheffizienter Wärmedämmung (Ziel: U » 0,3 W/(m2K)),
  • effektiven Sonnenschutzes und
  • optionaler PV-Stromerzeugung

auf eine erhebliche Verbesserung der Gesamtenergiebilanz von Gebäuden ab, was durch die Entwicklung eines thermisch optimierten, PV-aktiven Fensterladensegments unter Verwendung innovativer, schlanker und hochwärmedämmender Bauelemente in Form von vakuum-isolierten Paneelen (VIP) integriert in eine effektiv abdichtende und Wärmebrücken weitgehend vermeidende Rahmenkonstruktion mit einer speziell dafür zu entwickelnden neuartigen smarten Antriebs- und Steuertechnologie erreicht werden soll, die saisonal auch die natürliche Nachtlüftung unterstützt. An Industrie- und Gesellschaftsgebäuden mit den dafür typischen großen verglasten Fassadenflächen sind auf diese Weise besonders hohe Energieeinsparungen erreichbar, weshalb das EnShade-Projekt sich zunächst auf derartige Nichtwohngebäude fokussiert.

 

Die Bearbeitung des FuE-Vorhabens erfolgt durch das nachstehend dargestellte Projektkonsortium bestehend aus dem Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz gGmbH, der BAIER GmbH Antriebstechnik, der LF Elektro GmbH und der Elmtech Verbundelemente GmbH.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung durch den Projektträger Sächsische Aufbaubank - Förderbank gefördert.

 

 

"Rauchgasreinigungssystem für Biomasse- Feuerungsanlagen - RASYS"

 

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen und innovativen Rauchgasreinigungssystems. Es handelt sich um ein Schadstofffiltersystem für kleine bis mittlere Biomasse- Feuerungsanlagen unter Einsatz zellularer Metalle, mit dem Ziel der Übertragbarkeit auf weitere Anwendungsfelder.

 

Hauptaufgaben des Systems sind einerseits die Partikelabscheidung von Unverbrannten, Teer, Feinstaub, Ruß und eine mechnische Abreinigungsmöglichkeit der Abscheideelemente von Filterstaub und Rückständen. Außerdem erfolgt eine katalytische Nachoxidation unvollständig verbrannter Rauchgase und Partikel. Dadurch kommt es zu einer signifikanten Verringerung der Schadstoffemissionen.

 

Anspruch des Projektes ist eine hohe Qualität der Rauchgasreinigung. Die Langzeitstabilität des Systems soll durch minimale Ablagerungen gewährleistet werden. Dies erfolgt durch einen weitestgehend vollständigen Abbrand der abgelagerten Partikel und die Möglichkeit der mechanischen Reinigung der Asche. Das Filtersystem soll recyclebar sein und mit einem hilfsstofffreien und energiearmen Betrieb funktionieren. Durch die Langzeitstabilität und die Recyclingfähigkeit wird ein nachhaltiges Rauchgasreinigungssystem entwickelt.

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Druckversion Druckversion | Sitemap
© ISE - Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz gGmbH